Институт химии ДВО РАН разработал технологии, не имеющие мировых аналогов

Как рассказал «ДК» председатель ДВО РАН, директор Института химии, академик Валентин СЕРГИЕНКО, в институте разработана уникальная гидротермальная технология утилизации радиоактивных отходов.

«В ходе эксплуатации атомных станций (равно как и любых других ядерных энергетических установок) образуются в значительных количествах жидкие радиоактивные отходы, в которых содержатся низкие концентрации радиоактивных элементов. Когда их немного, они не представляют угрозы, но когда их тысячи кубометров, то они – большая угроза для всего живого. Для того чтобы снизить объемы отходов, их традиционно выпаривают и получают желеобразные растворы с содержанием солей 300-600 г на литр. И такие отходы с соблюдением особых мер предосторожности хранят. Мы научились перерабатывать такие отходы, – рассказывает Валентин Иванович. – Сотрудники института выполнили обширный цикл фундаментальных научных исследований, обосновали принципы построения новой технологической схемы, в лабораторных условиях и непосредственно на АЭС отработали технологические и инженерные решения. Базируясь на нашем техническом задании, специалисты проектного института корпорации «Росатом» в г. Волгодонске спроектировали и начали изготовление головного образца промышленной установки, которая, я надеюсь, в скором времени будет запущена на Ново-Воронежкой АЭС. Если все пройдет благополучно, то через год-другой можно будет запускать стандартное серийное оборудование. И этот метод не имеет конкурентов в мире – подобных технологий и аналогов нет.

Сотрудники лаборатории сорбционных процессов института, которой сегодня руководит доктор химических наук Светлана БРАТСКАЯ, научились в ходе переработки уменьшать объем получаемых отходов в сотни, тысячу раз. Внедрение новинки позволяет делать процесс утилизации отходов более экологичным, безопасным, менее энергоемким и, что немаловажно, экономить средства. По данным специалистов, сегодня хранение тонны радиоактивных отходов с соблюдением всех требований безопасности стоит до $6 тысяч в год.

Вообще за последние два десятилетия ученые Института химии добились немало ценных и, можно сказать, пионерных результатов в области утилизации радиоактивных отходов. Одним из первых достижений в этом плане стала технология переработки отходов транспортных энергетических установок, образующихся при эксплуатации, ремонте и утилизации атомных подводных лодок (АПЛ). В Приморском крае успешно действует предприятие ФГУП «ДальРАО», использующее созданные в институте новые технологии и материалы, включая наносорбенты и нанокатализаторы. Теперь с помощью наших разработок ежегодно перерабатывается несколько тысяч тонн радиоактивных отходов с выведенных из эксплуатации АПЛ Тихоокеанского флота, – говорит директор института. – Должен заметить, что наша технология значительно эффективнее и дешевле по сравнению с действующими приемами и подходами, к тому же позволяет обезвреживать проблемные отходы, которые раньше не перерабатывались вообще».

Среди последних достижений – технологии переработки радиоактивных смол, использующихся в фильтрах реакторов на всех ядерных энергетических установках. Стоит заметить, что к 40-летию, которое отмечается в декабре 2011 года, институт подошел в прекрасной форме. Дальневосточные химики пользуются мировой известностью. Один из показателей эффективности работы ученых, наряду с внедрением разработок в практику, – индекс цитируемости. В Институте химии он один из самых высоких в ДВО РАН. Это означает, что работы дальневосточных химиков знают, внимательно изучают их опыт и используют его в своей практике коллеги из различных стран. К мнению сотрудников института прислушиваются специалисты МАГАТЭ, по крайне мере, те, что разрабатывают новые безопасные методы утилизации «проблемных» отходов, в т.ч. на Чернобыльской АЭС, где раз в два-три года приморцы представляют свои новые разработки. Член-корреспондент РАН, заведующий отделом сорбционных технологий института, Валентин АВРАМЕНКО участвует в долгосрочных программах МАГАТЭ.

Уже через месяц после аварии в Фукусиме специалисты Института химии ДВО РАН были приглашены в Японию для консультаций наряду с учеными других стран. К сожалению, решение тогда было принято не в пользу российских сорбентов, работающих и в морской воде, но, по словам Валентина Сергиенко, соответствующая технология у дальневосточных ученых есть и сотрудничество в этой сфере может быть продолжено.

Переработка радиоактивных отходов – далеко не единственная сфера интересов института, где были получены результаты мирового класса.

«Научные (фундаментальные и прикладные) исследования института ведутся в рамках одной обширной темы, которая разбивается на отдельные блоки, каждый из которых связан с некой актуальной проблемой современной неорганической, физической, коллоидной химии или материаловедения. Главное при постановке работ – глубокие исследования в области химии, то есть мы занимаемся фундаментальными вещами: исследуем химические процессы, их закономерности, энергетику и механизмы этих процессов, структурные особенности компонентов, участвующих в процессе. Далее исследователь сам ставит вопрос: могут ли результаты исследований быть использованы на практике или они служат только расширению наших знаний о природе окружающего мира? И это, поймите, не менее важно, чем практическое использование, – объясняет Валентин Сергиенко. – Второй блок – разработка новых подходов к переработке минерального сырья, исходя из полученных новых знаний в области химии.

Это, например, извлечение тонкого, как сейчас модно говорить, наноразмерного, золота из золотосодержащих руд, графитизированных сланцев, бурых углей, отходов золоторудной промышленности. Особое внимание – возможности извлечения ценных минеральных и органических веществ из растительных отходов, вопросам очистки воды на нефтеперерабатывающих предприятиях, да и просто питьевой воды, которая, что говорить, далека по своему качеству от совершенства.

Третий блок исследований связан с конструкционными материалами, с разработкой способов модификации свойств известных материалов, расширяющих сферу их применения, обеспечивающих им более высокую надежность и долговечность при эксплуатации в экстремальных условиях. Модные ныне слова «инновации» и «нанотехнологии» к процессам, идущим в институте, имеют самое непосредственное отношение».

Так, ученые разработали и реализовали в опытно-промышленном варианте технологию получения ультрадисперсного фторопласта, научились наносить его в виде пленки, которая проникает в малейшие поры на поверхности. Сфера применения данной технологии весьма обширна. Антифрикционные присадки к моторным маслам «Форум» (известные автомобилистам Дальнего Востока) сегодня поставляются по гособоронзаказу и для оборонных нужд.

А вот пример из области медицины. В случае тяжелого перелома врачи используют своеобразный фиксатор, который со временем нужно извлекать, а значит, делать повторную операцию. Ученые Института химии создали такой биосовместимый с человеческим организмом материал, который через несколько дней способен рассасываться. Значит, если аппарат сделать из такого материала, повторной операции не потребуется. Работа ведется на стыке химии и медицины, здесь на помощь химикам, которые ограниченны в правах на проведение экспериментов с живыми системами, пришли ученые-медики. Они очень заинтересованы в создании биосовместимых или инертных покрытий для имплантатов, применяемых, скажем, в челюстно-лицевой хирургии.

«В лабораториях мы получаем блестящие результаты в исключительных условиях. Среда контролируется, реагирующие компоненты–реактивы высокой чистоты, аппаратура, если необходимо, из платины, – рассказывает директор института. – Ясно, что для производства это слишком дорого. Мы – специалисты по процессам, и многие новые процессы отработаны в идеальных условиях. Для реального сектора необходимо адаптировать полученные нами знания и опыт, иными словами, при переходе к практике все упирается в технологическое оформление, в отработку регламента в реальных условиях масштабного производства. Это все-таки не наша часть. Мы не инженеры, не конструкторы и не специалисты по промышленным технологиям. Ранее все эти работы выполняли отраслевые НИИ. Но они погибли, не смогли выжить в условиях стремительного построения «очередного светлого будущего». В нынешних условиях мы все ждем шага навстречу науке со стороны бизнеса. В части инвестиций и организации опытных производств».

Впрочем, ученые не намерены терять время в ожидании таких шагов. Сегодня появилась возможность создавать небольшие производства при научных учреждениях, ученым выступать их соучредителями. В Институте химии решили воспользоваться такой возможностью, тем более что при переезде в новое здание, строительство которого закончено к юбилею института, появятся свободные площади. Здесь решено разместить опытные промышленные производства.

Небольшое производство сорбентов, катализаторов, флокулянтов, установок по водоочистке и… всего нового, что пока лишь в замыслах ученых, теперь разместятся на институтской территории. Под кураторством замдиректора института по инновациям доктора технических наук Александра ЮДАКОВА. А в том, что такие разработки появятся непременно, сомневаться не приходится, ведь в коллективе есть свои генераторы идей, а это – по мнению, ученых, самое главное.